Lernen mit Simulationen und der Einfluss auf das Problemlösen in Physik
Gunnar Friege (Kiel), Christoph Neugebauer & Peter Reinhold (Paderborn)

Dem Lernen mit Simulation wird unter der Vielzahl von Multimedia-Anwendungen im Physikunterricht ein besonders hoher Stellenwert eingeräumt. Insbesondere wird dem Einsatz von Simulationen eine positive Wirkung im Hinblick auf die Entwicklung einer Problemlösekompetenz unterstellt. Die empirischen Befunde sind hierzu aber nicht eindeutig. Eine offene Frage ist weiterhin, welche Problemlöseprozesse beim Lernen mit oder ohne Simulationen besonders unterstützt werden. Aus fachdidaktischer Sicht bietet es sich hier an, das Problemlösen aus der Sicht der Expertiseforschung zu beschreiben.

In diesem Vortrag werden vor dem Hintergrund der Theorien zum multimedialen Lernen und der Expertiseforschung Hypothesen abgeleitet, die in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt empirisch überprüft werden. Dazu wird auch das vollständige, mehrfaktorielle Design der Studie vorgestellt und diskutiert. In dem Design wird der Einfluss der folgenden Bedingungen auf die Problemlöseleistung überprüft: Instruktion mit /ohne Simulation, Instruktion mit Fokus auf den Problemlöseprozess der Problemrepräsentation bzw. den der Problemschemabildung und Instruktion mit inhaltlich verschiedenen Aufgabentypen (Kraft/Energie). Letzterer Faktor erlaubt die Überprüfung von kumulativen Effekten. Variablen wie Vorwissen, Motivation und Computernutzungsverhalten werden kontrolliert. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse dieser Studie zu einem genaueren Verständnis der kognitiven Prozesse beim Lernen mit Simulationen führen und die Studie auf diese Weise zur didaktischen Optimierung des Lernens mit Simulationen im Physikunterricht beiträgt.